专利名称：一种原位Mg<sub>2</sub>Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种半固态浆料的制备方法，尤其涉及一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的制备方法。
背景技术：
颗粒增强镁基复合材料具有比强度高、比模量高、减震性能良好以及铸造性能优良等诸多优点而成为航空、航天及汽车制造等领域具有广阔前景的绿色材料。传统的原位自生颗粒增强镁基复合材料液态成形过程中易出现卷气夹渣、缩孔缩松等缺陷，从而限制·了该类材料的推广与应用。随着半固态成形技术和理论的发展与成熟，原位合成与半固态流变成形技术的结合为新型材料制备技术的发展指引了一个新的方向。合格的镁基复合材料半固态浆料是保证半固态流变成形的关键环节，受到众多学者的青昧。超声振动与静置保温相结合制备镁基复合材料半固态浆料作为一种新方法，通过短暂的静置保温，精确控制冷却过程，促进晶核的形成，再经过超声振动促进晶核的增殖、细化晶粒以及提高固相颗粒的均匀性和圆整度，以获得均匀细小的半固态组织。该方法工艺操作简单，制备成本低廉，能够实现在较短的时间制备合格的复合材料半固态浆料。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的制备方法，该方法得到的原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态组织均匀、圆整。本发明是这样来实现的，本发明的关键在于对原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料在半固态温度区域进行静置保温和超声振动。制备这种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的方法为首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯镁按一定的比例配料并放入铁坩埚中加热至740°C，加入Al-Si中间合金并保温40min ;然后降温至585°C 615°C进行静置保温，保温时间控制在6min以内，保温后将超声变幅杆探头置于熔体中，采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声振动，获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。所述Al-Si中间合金中的Si的质量百分比为23. 5% 24. 5%，余量为Al ;Mg-Al-Mn-Zn合金中Al的质量百分比为5. 6% 6. 4%, Mn的质量百分比为0. 2% 0. 4%, Zn的质量百分比为0. 15% 0. 2%，余量为Mg。本发明的技术效果是得到的原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态组织均匀、圆整，完全满足半固态流变成形要求，而且工艺简单，安全可靠，操作方便，且无三废污染。
图I为本发明实施实例I条件下原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态组织形貌。图2为本发明实施实例2条件下原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态组织形貌。图3为本发明所述的原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的半固态组织的XRD。
具体实施方式
如图I、图2、图3所示，本发明将通过以下实施例作进一步说明。本实施例中所述的原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态衆料,是通过原位合成、静置保温与超声振动相结合的方法制备的，其中Mg2Si的含量为2. 5
3.Owt. %o实施实例I
将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按一定的比例配料并放入铁坩埚中加热至740°C，加入Si占熔体质量百分比为I. 0%的Al-Si中间合金并保温40min ;然后降温至605°C进行3min的静置保温，然后将超声变幅杆探头置于熔体液面下IOmm处，采用频率为20KHz、功率0. 6KW的连续超声对熔体处理Imin,获得原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料水淬组织，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。实施实例2
将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯Mg按一定的比例配料并放入铁坩埚中加热至740°C，加入Si占熔体质量百分比为I. 0%的Al-Si中间合金并保温40min ;然后降温至600°C进行5min的静置保温，然后将超声变幅杆探头置于熔体液面下IOmm处，采用频率为20KHz、功率0. 3KW的连续超声对熔体处理I. 5min,获得原位自生Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料水淬组织，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。从图1、2、3中可以看出，采用本发明得到的原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态组织均匀、圆整，完全满足半固态流变成形要求，而且工艺简单，安全可靠，操作方便，且无三废污染。
权利要求
1.一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态衆料的制备方法,其特征在于首先将Mg-Al-Mn-Zn合金和纯镁按一定的比例配料并放入铁坩埚中加热至740°C，加入Al-Si中间合金并保温40min ;然后降温至585°C 615°C进行静置保温，保温时间控制在6min以内，保温后将超声变幅杆探头置于熔体中，采用输出功率控制在3KW以内的连续超声波对熔体超声振动，获得原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料，熔炼过程中均采用覆盖剂以及Ar气体对熔体进行保护。
2.根据权利要求I所述的原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的制备方法，其特征是所述Al-Si中间合金中的Si的质量百分比为23. 5% 24. 5%，余量为Al ；Mg-Al-Mn-Zn合金中Al的质量百分比为5. 6% 6. 4%, Mn的质量百分比为0. 2% 0. 4%, Zn的质量百分比为0. 15% 0. 2%，余量为Mg。
全文摘要
本发明公开了一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态浆料的制备方法。本发明的关键在于对原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料在半固态温度区域进行静置保温和超声振动。本发明的技术效果是得到的原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料半固态组织均匀、圆整，完全满足半固态流变成形要求，而且工艺简单，安全可靠，操作方便，且无三废污染。
文档编号C22C23/02GK102776396SQ20121017016
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者李正华, 贺儒, 钟子明, 闫洪, 陈华军, 饶远生 申请人:南昌大学